GIS is moderne mobiele geo-inligtingstelsels wat die vermoë het om hul ligging op 'n kaart te vertoon. Hierdie belangrike eienskap is gebaseer op die gebruik van twee tegnologieë: geo-inligting en globale posisionering. As die mobiele toestel 'n ingeboude GPS-ontvanger het, is dit met behulp van so 'n toestel moontlik om sy ligging en gevolglik die presiese koördinate van die GIS self te bepaal. Ongelukkig word geo-inligtingtegnologieë en -stelsels in die Russiestalige wetenskaplike literatuur deur 'n klein aantal publikasies verteenwoordig, as gevolg waarvan daar byna geen inligting is oor die algoritmes wat hul funksionaliteit onderlê nie.
GIS-klassifikasie
Die verdeling van geografiese inligtingstelsels vind plaas volgens die territoriale beginsel:
- Globale GIS word sedert 1997 gebruik om mensgemaakte en natuurrampe te voorkom. Danksy hierdie data is dit moontlik vir relatiefvoorspel die omvang van die ramp in 'n kort tyd, stel 'n plan op vir die nasleep, evalueer die skade en lewensverlies, en organiseer humanitêre aksies.
- Streek geo-inligtingstelsel ontwikkel op munisipale vlak. Dit laat plaaslike owerhede toe om die ontwikkeling van 'n spesifieke streek te voorspel. Hierdie stelsel weerspieël byna alle belangrike areas, soos belegging, eiendom, navigasie en inligting, reg, ens. Dit is ook opmerklik dat dit danksy die gebruik van hierdie tegnologieë moontlik geword het om op te tree as 'n waarborg van die lewensveiligheid van die hele bevolking. Die streeksgeografiese inligtingstelsel word tans redelik doeltreffend gebruik, wat help om beleggings te lok en die vinnige groei van die streek se ekonomie.
Elkeen van die bogenoemde groepe het sekere subtipes:
- Die globale GIS sluit nasionale en subkontinentale stelsels in, gewoonlik met staatstatus.
- Na die streek - plaaslik, substreeks, plaaslik.
Inligting oor hierdie inligtingstelsels kan gevind word in spesiale afdelings van die netwerk, wat geoportale genoem word. Hulle word in die publieke domein geplaas vir hersiening sonder enige beperkings.
Werkbeginsel
Geografiese inligtingstelsels werk op die beginsel van die samestelling en ontwikkeling van 'n algoritme. Dit is hy wat jou toelaat om die beweging van 'n voorwerp op 'n GIS-kaart te vertoon, insluitend die beweging van 'n mobiele toestel binne die plaaslike stelsel. Omom hierdie punt op die terreintekening uit te beeld, moet jy ten minste twee koördinate ken - X en Y. Wanneer jy die beweging van 'n voorwerp op 'n kaart vertoon, sal jy die volgorde van koördinate (Xk en Yk) moet bepaal. Hul aanwysers moet ooreenstem met verskillende tydstip van die plaaslike GIS-stelsel. Dit is die basis vir die bepaling van die ligging van die voorwerp.
Hierdie volgorde van koördinate kan onttrek word uit 'n standaard NMEA-lêer van 'n GPS-ontvanger wat werklike beweging op die grond uitgevoer het. Dus, die algoritme wat hier oorweeg word, is gebaseer op die gebruik van NMEA-lêerdata met die koördinate van die voorwerp se trajek oor 'n sekere gebied. Die nodige data kan ook verkry word as gevolg van modellering van die bewegingsproses gebaseer op rekenaareksperimente.
GIS-algoritmes
Geo-inligtingstelsels word gebou op die aanvanklike data wat geneem word om die algoritme te ontwikkel. As 'n reël is dit 'n stel koördinate (Xk en Yk) wat ooreenstem met een of ander objektrajek in die vorm van 'n NMEA-lêer en 'n digitale GIS-kaart vir 'n geselekteerde area. Die taak is om 'n algoritme te ontwikkel wat die beweging van 'n puntvoorwerp vertoon. In die loop van hierdie werk is drie algoritmes ontleed wat die oplossing van die probleem onderlê.
- Die eerste GIS-algoritme is die ontleding van NMEA-lêerdata om 'n reeks koördinate (Xk en Yk) daaruit te onttrek,
- Die tweede algoritme word gebruik om die voorwerp se spoorhoek te bereken, terwyl die parameter getel word vanaf die rigting naoos.
- Die derde algoritme is vir die bepaling van die verloop van 'n voorwerp relatief tot die kardinale punte.
Algemene algoritme: algemene konsep
Die algemene algoritme vir die vertoon van die beweging van 'n puntvoorwerp op 'n GIS-kaart sluit die drie voorheen genoemde algoritmes in:
- NMEA-data-analise;
- berekening van die voorwerp se spoorhoek;
- bepaal die verloop van 'n voorwerp relatief tot lande regoor die wêreld.
Geografiese inligtingstelsels met 'n algemene algoritme is toegerus met die hoofbeheerelement - die timer (Timer). Sy standaardtaak is dat dit die program toelaat om gebeurtenisse met sekere tussenposes te genereer. Deur so 'n voorwerp te gebruik, kan jy die vereiste tydperk vir die uitvoering van 'n stel prosedures of funksies instel. Byvoorbeeld, vir 'n herhaalbare aftelling van 'n een-sekonde tydinterval, moet jy die volgende timer-eienskappe stel:
- Timer. Interval=1000;
- Timer. Enabled=Waar.
Gevolglik sal die prosedure vir die lees van die X, Y-koördinate van die voorwerp vanaf die NMEA-lêer elke sekonde geloods word, as gevolg waarvan hierdie punt met die ontvangde koördinate op die GIS-kaart vertoon word.
Die beginsel van die timer
Die gebruik van geografiese inligtingstelsels is soos volg:
- Drie punte is gemerk op die digitale kaart (simbool - 1, 2, 3), wat ooreenstem met die trajek van die voorwerp op verskillende oomblikketyd tk2, tk1, tk. Hulle word noodwendig met 'n soliede lyn verbind.
- Aktiveer en deaktiveer die tydhouer wat die vertoning van die voorwerp se beweging op die kaart beheer, word uitgevoer met behulp van die knoppies wat deur die gebruiker gedruk word. Hulle betekenis en 'n sekere kombinasie kan volgens die skema bestudeer word.
NMEA-lêer
Kom ons beskryf kortliks die samestelling van die GIS NMEA-lêer. Dit is 'n dokument wat in ASCII-formaat geskryf is. In wese is dit 'n protokol vir die uitruil van inligting tussen 'n GPS-ontvanger en ander toestelle, soos 'n rekenaar of PDA. Elke NMEA-boodskap begin met 'n $-teken, gevolg deur 'n tweekarakter-toestelbenaming (GP vir 'n GPS-ontvanger) en eindig met \r\n, 'n koetretoer en lynvoerkarakter. Die akkuraatheid van die data in die kennisgewing hang af van die tipe boodskap. Alle inligting is in een reël vervat, met velde geskei deur kommas.
Om te verstaan hoe geografiese inligtingstelsels werk, is dit genoeg om die wyd gebruikte $GPRMC-tipe boodskap te bestudeer, wat 'n minimale maar basiese stel data bevat: die ligging van 'n voorwerp, sy spoed en tyd.
Kom ons kyk na 'n sekere voorbeeld, watter inligting daarin geënkodeer is:
- datum van bepaling van die koördinate van die voorwerp - 7 Januarie 2015;
- Universele tyd UTC-koördinate - 10h 54m 52s;
- voorwerpkoördinate - 55°22.4271' N en 36°44.1610' E
Ons beklemtoon dat die koördinate van die voorwerpword in grade en minute aangebied, met laasgenoemde gegee met 'n akkuraatheid van vier desimale plekke (of 'n punt as 'n skeiding tussen die heelgetal en breukdele van 'n reële getal in VSA-formaat). In die toekoms sal jy nodig hê dat in die NMEA-lêer die breedtegraad van die ligging van die voorwerp in die posisie na die derde komma is, en die lengtegraad is na die vyfde. Aan die einde van die boodskap word die kontrolesom na die ''-karakter as twee heksadesimale syfers versend - 6C.
Geo-inligtingstelsels: voorbeelde van die samestelling van 'n algoritme
Kom ons oorweeg 'n NMEA-lêeranalise-algoritme om 'n stel koördinate (X en Yk) te onttrek wat ooreenstem met die voorwerp se bewegingstrajek. Dit bestaan uit verskeie opeenvolgende stappe.
Bepaling van die Y-koördinaat van 'n voorwerp
NMEA-data-analise-algoritme
Stap 1. Lees GPRMC-string vanaf NMEA-lêer.
Stap 2. Vind die posisie van die derde komma in die string (q).
Stap 3. Vind die posisie van die vierde komma in die string (r).
Stap 4. Vind die desimale punt karakter (t) vanaf posisie q.
Stap 5 Onttrek een karakter uit die string by posisie (r+1).
Stap 6. As hierdie karakter gelyk is aan W, dan word die Noordelike Halfrond-veranderlike op 1 gestel, andersins -1.
Step 7. Onttrek (r- +2) karakters van die string wat by posisie (t-2) begin.
Stap 8. Onttrek (t-q-3) karakters van die string wat by posisie (q+1) begin.
Stap 9. Skakel stringe om na reële getalle en bereken die Y-koördinaat van die voorwerp in radiale maat.
Bepaling van die X-koördinaat van 'n voorwerp
Stap 10. Vind die posisie van die vyfdekomma in string (n).
Stap 11. Vind die posisie van die sesde komma in string (m).
Stap 12. Begin vanaf posisie n, vind die desimale punt karakter (p). Stap 13. Onttrek een karakter uit die string by posisie (m+1).
Stap 14. As hierdie karakter gelyk is aan 'E', dan is die Oostelike Halfrond veranderlike op 1 gestel, anders -1. Stap 15. Onttrek (m-p+2) karakters van die string, begin by posisie (p-2).
Stap 16. Onttrek (p-n+2) karakters van die string, begin by posisie (n+ 1).
Stap 17. Skakel die snare om na reële getalle en bereken die X-koördinaat van die voorwerp in radiale maat.
Stap 18. As die NMEA-lêer nie tot die einde gelees word nie, gaan dan na stap 1, anders gaan na stap 19.
Stap 19. Voltooi die algoritme.
Stap 6 en 16 van hierdie algoritme gebruik die Noordelike Halfrond en Oostelike Halfrond veranderlikes om numeries enkodeer die voorwerp se ligging op Aarde. In die noordelike (suidelike) halfrond neem die veranderlike Noordelike Halfrond onderskeidelik die waarde 1 (-1), op soortgelyke wyse in die oostelike (westelike) halfrond Oostelike Halfrond - 1 (-1).
GIS-toepassing
Die gebruik van geografiese inligtingstelsels is wydverspreid in baie gebiede:
- geologie en kartografie;
- handel en dienste;
- voorraad;
- ekonomie en bestuur;
- verdediging;
- ingenieurswese;
- onderwys, ens.
